鋰離子電池的優(yōu)越性表現(xiàn)在哪些方面？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-06 17:20
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鋰離子電池在性能上具有顯著的優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在以下幾方面。
(1)工作電壓高
以石墨或石油焦等炭質(zhì)嵌鋰化合物代替金屬鋰作為負(fù)極，會(huì)使電池電壓有所下降。但由于它們嵌鋰電位較低，可使電壓損失減小到最低限度。同時(shí)，選擇合適的嵌鋰化合物作為電池正極，選擇適當(dāng)?shù)碾娊庖后w系(決定了鋰電池的電化學(xué)窗口)，可使鋰電池具有較高的工作電壓(-4V)，遠(yuǎn)高于水溶液體系電池。
(2)比容量大
雖然以炭質(zhì)材料代替金屬鋰會(huì)使材料質(zhì)量比容量有所降低，但實(shí)際上金屬鋰二次電池中為保證電池具有一定的循環(huán)壽命，負(fù)極金屬鋰通常過量三倍以上，因此鋰電池中質(zhì)量比容量實(shí)際的降低程度并不大，而且體積比容量幾乎沒有降低。
(3)能量密度高
較高的工作電壓和體積比容量決定了二次鋰電池的能量密度較高。與目前廣泛使用的Ni-Cd蓄電池和Ni-MH蓄電池相比，二次鋰電池能量密度最高，且仍有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
(4)安全性能好，循環(huán)壽命長(zhǎng)
用金屬鋰作陽(yáng)極的電池不安全的原因是多次充放電使鋰離子電池正極結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成多孔枝晶，在升高溫度時(shí)，它與電解液發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，且枝晶能刺穿隔膜，造成內(nèi)部短路，而鋰電池不存在此問題，是很安全的。為避免在電池中存在金屬鋰，充電時(shí)要控制電壓，為保險(xiǎn)起見，鋰電池備有多重安全裝置。鋰電池在充電和放電過程中鋰離子插入和脫嵌在陰極和陽(yáng)極上沒有任何結(jié)構(gòu)改變(在插入和脫嵌過程中晶格會(huì)有一些膨脹和收縮)，且因?yàn)榍朵嚮衔锉冉饘黉嚫€(wěn)定，在充放電過程中不會(huì)形成鋰枝晶，從而明顯地改善了電池的安全性能，同時(shí)循環(huán)壽命也大大提高。鋰電池在1989年和1990年分別被美國(guó)運(yùn)輸部危險(xiǎn)品運(yùn)輸處和IAIT(國(guó)際航空與運(yùn)輸協(xié)會(huì))排除在危險(xiǎn)品之內(nèi)。
(1)工作電壓高
以石墨或石油焦等炭質(zhì)嵌鋰化合物代替金屬鋰作為負(fù)極，會(huì)使電池電壓有所下降。但由于它們嵌鋰電位較低，可使電壓損失減小到最低限度。同時(shí)，選擇合適的嵌鋰化合物作為電池正極，選擇適當(dāng)?shù)碾娊庖后w系(決定了鋰電池的電化學(xué)窗口)，可使鋰電池具有較高的工作電壓(-4V)，遠(yuǎn)高于水溶液體系電池。
(2)比容量大
雖然以炭質(zhì)材料代替金屬鋰會(huì)使材料質(zhì)量比容量有所降低，但實(shí)際上金屬鋰二次電池中為保證電池具有一定的循環(huán)壽命，負(fù)極金屬鋰通常過量三倍以上，因此鋰電池中質(zhì)量比容量實(shí)際的降低程度并不大，而且體積比容量幾乎沒有降低。
(3)能量密度高
較高的工作電壓和體積比容量決定了二次鋰電池的能量密度較高。與目前廣泛使用的Ni-Cd蓄電池和Ni-MH蓄電池相比，二次鋰電池能量密度最高，且仍有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
(4)安全性能好，循環(huán)壽命長(zhǎng)
用金屬鋰作陽(yáng)極的電池不安全的原因是多次充放電使鋰離子電池正極結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成多孔枝晶，在升高溫度時(shí)，它與電解液發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，且枝晶能刺穿隔膜，造成內(nèi)部短路，而鋰電池不存在此問題，是很安全的。為避免在電池中存在金屬鋰，充電時(shí)要控制電壓，為保險(xiǎn)起見，鋰電池備有多重安全裝置。鋰電池在充電和放電過程中鋰離子插入和脫嵌在陰極和陽(yáng)極上沒有任何結(jié)構(gòu)改變(在插入和脫嵌過程中晶格會(huì)有一些膨脹和收縮)，且因?yàn)榍朵嚮衔锉冉饘黉嚫€(wěn)定，在充放電過程中不會(huì)形成鋰枝晶，從而明顯地改善了電池的安全性能，同時(shí)循環(huán)壽命也大大提高。鋰電池在1989年和1990年分別被美國(guó)運(yùn)輸部危險(xiǎn)品運(yùn)輸處和IAIT(國(guó)際航空與運(yùn)輸協(xié)會(huì))排除在危險(xiǎn)品之內(nèi)。
